一種用于制造航空發(fā)動機及燃氣輪機葉片的陶瓷型芯的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于鑄造技術領域，具體涉及一種用于制造航空發(fā)動機及燃氣輪機葉片的陶瓷型芯。
【背景技術】
[0002]葉片是航空發(fā)動機的關鍵部件，在現(xiàn)代的航空發(fā)動機制造中，為了形成葉片的復雜空腔，保證葉片尺寸及形位精度，主要采用熔模鑄造方法來制造空心葉片。制造過程中，型殼、型芯和合金本身是各自獨立的，但在凝固過程中，型殼與型芯所組成的復雜型腔最終由合金液充填來形成金屬葉片鑄件，就工藝整體而言，它們又是一個連續(xù)體。金屬液凝固過程中隨著合金液溫度降低，型殼、型芯和合金液按各自的線、體膨脹系數(shù)收縮變形；由于它們的線、體膨脹系數(shù)不一致，這種收縮變形被相互制約著，產(chǎn)生應力集中；當這種應力超過型芯所能承受的極限時，就被釋放出來，表現(xiàn)為葉片鑄件的鑄造缺陷就是斷芯、漏芯，或者導致葉片的壁厚不穩(wěn)定(或稱作為偏芯)。隨著技術的進步，研究者們發(fā)明了型殼與型芯定位的方法，在型芯上設計自由端可有效避免斷芯、漏芯問題。但研究者們在制作自由端時，通常依靠手工涂刷液態(tài)蠟或揮發(fā)性涂料的方式來完成，該類操作方式的弊端在于效率低下，及尺寸難以控制且不均勻，當陶瓷型芯在壓蠟過程承受高壓、高速蠟液的沖擊以及澆注和定向凝固過程承受高溫金屬液的沖擊和長時間的熱應力時，經(jīng)常會出現(xiàn)陶瓷型芯偏芯的問題，表現(xiàn)出鑄件的冶金缺陷為葉片鑄件壁厚不滿足設計圖紙要求而報廢。

【發(fā)明內容】

[0003]針對現(xiàn)有技術存在的問題，本實用新型提供一種用于制造航空發(fā)動機及燃氣輪機葉片的陶瓷型芯，可顯著降低陶瓷性芯的制造難度，有效控制陶瓷型芯的尺寸，減少型芯與型殼因線、體膨脹系數(shù)不一致引起的斷芯、漏芯以及偏芯問題，提高陶瓷型芯的合格率。本實用新型的技術方案如下:
[0004]—種用于制造航空發(fā)動機及燃氣輪機葉片的陶瓷型芯，內設空心內板，前后曲面均布有數(shù)量相同的兩列凹槽，前曲面上還設有三列均勻分布的通孔，在靠近通孔的一端設有排氣尾縫及排氣尾縫定位端，其中排氣尾縫數(shù)量為8?15個;上部設有中圓柱/圓臺定位頭和楔形結構定位頭，下部設有小圓柱/圓臺定位頭和大圓柱/圓臺定位頭;所述空心內板位于同一曲面上兩列凹槽的中間；所述排氣尾縫定位端的上下兩面及周邊、小圓柱/圓臺定位頭、中圓柱/圓臺定位頭和大圓柱/圓臺定位頭上纏繞或粘貼雙面膠帶，纏繞或粘貼厚度為0.05?0.4mmο
[0005]所述通孔的數(shù)量為54?114個，直徑為Φ I?6mm，通孔兩端沿周邊倒圓角R0.2?R2。
[0006]所述排氣尾縫定位端的上下兩面及周邊、小圓柱/圓臺定位頭、中圓柱/圓臺定位頭和大圓柱/圓臺定位頭的頭及端面上纏繞或粘貼0.05-0.4mm厚的雙面膠帶，具體方式為:在排氣尾縫定位端的上下兩面及周邊上粘貼0.25?0.3mm;在小圓柱/圓臺定位頭上粘貼
0.25?0.3mm，端面上纏繞0.15-0.2mm，且纏繞雙面膠帶的端面底部距離陶瓷型芯端面的距離為4?6mm;中圓柱/圓臺定位頭上粘貼0.35?0.4mm，端面上纏繞0.15?0.2mm，且粘貼雙面膠帶的端面底部距離陶瓷型芯端面的距離為4?6mm;大圓柱/圓臺定位頭的上粘貼0.05?
0.1mm，端面上纏繞0.05?0.1mm，且粘貼雙面膠帶的端面底部距離陶瓷型芯的端面的距離為4~6mm0
[0007]所述雙面膠帶單層厚度為0.05mm。
[0008]本實用新型的特點和有益效果為:
[0009]本實用新型的用于制造航空發(fā)動機及燃氣輪機葉片的陶瓷型芯，可顯著降低陶瓷性芯的制造難度，有效控制陶瓷型芯的尺寸，減少型芯與型殼因線、體膨脹系數(shù)不一致引起的斷芯、漏芯以及偏芯問題，大大提高了陶瓷型芯的合格率。
【附圖說明】
[0010]圖1本實用新型的用于制造航空發(fā)動機及燃氣輪機葉片的陶瓷型芯的結構示意圖，其中1:下部小圓柱/圓臺定位頭;2:下部大圓柱/圓臺定位頭;3:上部中圓柱/圓臺定位頭;4:上部楔形結構定位頭;5:凹槽;6:空心內板;7:通孔;8:排氣尾縫;9:排氣尾縫定位端；10:雙面膠帶。
[0011]圖2是本實用新型的用于制造航空發(fā)動機及燃氣輪機葉片的陶瓷型芯的主視圖。
[0012]圖3是圖2中陶瓷型芯的D-D面剖視圖，其中1:排氣尾縫定位端粘貼雙面膠帶的區(qū)域。
[0013]圖4是圖2中陶瓷型芯上部中圓柱/圓臺定位頭A-A面的剖視圖，其中中圓柱/圓臺定位頭上的粘貼厚度為0.4mm，端面上的纏繞厚度為0.2mm。
[0014]圖5是圖2中陶瓷型芯下部小圓柱/圓臺定位頭B-B面的剖視圖，其中小圓柱/圓臺定位頭上的粘貼厚度為0.3mm，端面上的纏繞厚度為0.2mm。
[0015]圖6是圖2中陶瓷型芯下部大圓柱/圓臺定位頭C-C面的剖視圖的局部視圖，其中大圓柱/圓臺定位頭上的粘貼厚度為0.1mm，端面上的纏繞厚度為0.1mm。
[0016]圖7是圖3中I的局部放大圖，其中排氣尾縫定位端的上下兩面粘貼0.25mm，周邊上粘貼0.3mm ο
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0018]實施例1
[0019]—種用于制造航空發(fā)動機及燃氣輪機葉片的陶瓷型芯，如圖1?3所示，內設空心內板6，前后曲面均布有數(shù)量相同的兩列凹槽5，前曲面上還設有三列均勻分布的通孔7，在靠近通孔的一端設有排氣尾縫8及排氣尾縫定位端9，其中排氣尾縫8數(shù)量為13個;上部設有中圓柱/圓臺定位頭3和楔形結構定位頭4，下部設有小圓柱/圓臺定位頭I和大圓柱/圓臺定位頭2;所述空心內板6位于同一曲面上兩列凹槽5的中間；所述排氣尾縫定位端9的上下兩面及周邊、小圓柱/圓臺定位頭、中圓柱/圓臺定位頭和大圓柱/圓臺定位頭上纏繞或粘貼雙面膠帶10，纏繞或粘貼厚度為0.05-0.4mm。
[0020]所述通孔7的數(shù)量為114個，直徑為Φ 1.5_，通孔兩端沿周邊倒圓角R0.5。
[0021]所述排氣尾縫定位端9的上下兩面及周邊、小圓柱/圓臺定位頭1、中圓柱/圓臺定位頭3和大圓柱/圓臺定位頭2的頭及端面上纏繞或粘貼0.05?0.4mm厚的雙面膠帶10，如圖4?7所示，具體方式為:在排氣尾縫定位端的上下兩面粘貼0.25mm，周邊上粘貼0.3mm;小圓柱/圓臺定位頭上的粘貼厚度為0.3mm，端面上的纏繞厚度為0.2mm，且粘貼雙面膠帶的端面底部距離陶瓷型芯端面的距離為5mm;中圓柱/圓臺定位頭上的粘貼厚度為0.4mm，端面上的纏繞厚度為0.2mm，且粘貼雙面膠帶的端面底部距離陶瓷型芯端面的距離為5mm;大圓柱/圓臺定位頭上的粘貼厚度為0.1mm，端面上的纏繞厚度為0.1mm，且粘貼雙面膠帶的端面底部距離陶瓷型芯的端面的距離為5mm。
[0022]所述雙面膠帶單層厚度為0.05mm。
【主權項】
1.一種用于制造航空發(fā)動機及燃氣輪機葉片的陶瓷型芯，其特征在于所述陶瓷型芯內設空心內板，前后曲面均布有數(shù)量相同的兩列凹槽，前曲面上還設有三列均勻分布的通孔，在靠近通孔的一端設有排氣尾縫及排氣尾縫定位端，其中排氣尾縫數(shù)量為8?15個;上部設有中圓柱/圓臺定位頭和楔形結構定位頭，下部設有小圓柱/圓臺定位頭和大圓柱/圓臺定位頭;所述空心內板位于同一曲面上兩列凹槽的中間；所述排氣尾縫定位端的上下兩面及周邊、小圓柱/圓臺定位頭、中圓柱/圓臺定位頭和大圓柱/圓臺定位頭上纏繞或粘貼雙面膠帶，纏繞或粘貼厚度為0.05-0.4mm。2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于制造航空發(fā)動機及燃氣輪機葉片的陶瓷型芯，其特征在于所述通孔的數(shù)量為54?114個，直徑為Φ I?6mm，通孔兩端沿周邊倒圓角R0.2~R2。3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于制造航空發(fā)動機及燃氣輪機葉片的陶瓷型芯，其特征在于所述排氣尾縫定位端的上下兩面及周邊、小圓柱/圓臺定位頭、中圓柱/圓臺定位頭和大圓柱/圓臺定位頭的頭及端面上纏繞或粘貼0.05?0.4mm厚的雙面膠帶，具體方式為:在排氣尾縫定位端的上下兩面及周邊上粘貼0.25?0.3mm;在小圓柱/圓臺定位頭上粘貼0.25?0.3mm，端面上纏繞0.15?0.2mm，且纏繞雙面膠帶的端面底部距離陶瓷型芯端面的距離為4?6mm;中圓柱/圓臺定位頭上粘貼0.35?0.4mm，端面上纏繞0.15?0.2mm，且粘貼雙面膠帶的端面底部距離陶瓷型芯端面的距離為4?6mm;大圓柱/圓臺定位頭的上粘貼0.05?0.1mm，端面上纏繞0.05?0.1mm，且粘貼雙面膠帶的端面底部距離陶瓷型芯的端面的距離為4?6mm。4.根據(jù)權利要求1所述的一種用于制造航空發(fā)動機及燃氣輪機葉片的陶瓷型芯，其特征在于所述雙面膠帶單層厚度為0.05mm。
【專利摘要】本實用新型提供一種用于制造航空發(fā)動機及燃氣輪機葉片的陶瓷型芯，所述陶瓷型芯內設空心內板，前后曲面均布有數(shù)量相同的兩列凹槽，前曲面上還設有三列均勻分布的通孔，在靠近通孔的一端設有排氣尾縫及排氣尾縫定位端；上部設有中圓柱/圓臺定位頭和楔形結構定位頭，下部設有小圓柱/圓臺定位頭和大圓柱/圓臺定位頭；所述排氣尾縫定位端的上下兩面及周邊、小圓柱/圓臺定位頭、中圓柱/圓臺定位頭和大圓柱/圓臺定位頭上纏繞或粘貼雙面膠帶。本實用新型的用于航空發(fā)動機及燃氣輪機的陶瓷型芯，可顯著降低陶瓷性芯的制造難度，有效控制陶瓷型芯的尺寸，減少型芯與型殼因線、體膨脹系數(shù)不一致引起的斷芯、漏芯以及偏芯問題，大大提高了陶瓷型芯的合格率。
【IPC分類】B22C9/10, B22C9/22
【公開號】CN205165753
【申請?zhí)枴緾N201520913031
【發(fā)明人】劉玉柱
【申請人】沈陽明禾石英制品有限責任公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年11月17日